Movimento de um soluto aplicado em duas concentrações a um solo não saturado via um permeâmetro de disco

Um dos principais fatores que tornam necessário conhecer o movimento de solutos e os processos que determinam a interação destes com o solo é o problema da poluição do lençol freático. A percolação profunda de produtos químicos aplicados na superfície do solo, juntamente com observações em laboratório da diminuição na concentração de solutos em uma solução que atravessa o solo, levou os pesquisadores a considerar a água (ou solução) no solo em duas fases: uma móvel e outra imóvel. Neste trabalho, a umidade volumétrica na fase móvel (θm) da solução foi determinada para um solo não saturado no campo, utilizando duas concentrações de solução de KCl (0,1 e 0,05 mol L-1). No experimento, foram montadas três parcelas no solo da área experimental do Departamento de Ciências Exatas da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (ESALQ-USP), classificado como Nitossolo Vermelho Eutroférrico Latossólico de massa específica 1.410 kg m-3 e textura argilosa. Foi utilizado um permeâmetro de disco, com raio de 0,125 m, ajustado para fornecer solução a um potencial mátrico de - 1 KPa de coluna de água. Os resultados mostraram a influência da concentração do soluto aplicado no estudo do movimento da solução. A umidade volumétrica na fase móvel (θm) para a concentração de 0,05 mol L-1 foi cerca de 50 % menor do que a concentração a 0,1 mol L-1, na qual apenas 30 % da solução foi móvel.

Permeâmetro de carga decrescente associado a programa computacional para a determinação da condutividade hidráulica do solo saturado

A condutividade hidráulica do solo saturado (Kθs) é uma propriedade com grande variabilidade, o que exige a utilização de um número maior de determinações para que sua descrição possa ser feita adequadamente pela função densidade de probabilidade normal. Consequentemente, há aumento de trabalho e de tempo para a obtenção dos resultados, principalmente se as determinações forem feitas com equipamentos de pouca praticidade. A construção de equipamentos de maior praticidade e o desenvolvimento de ferramentas computacionais podem tornar o processo de análise mais rápido e preciso. Com esse objetivo, foi construído um permeâmetro de carga decrescente e desenvolvido um software para a aquisição de dados. As medidas de Kθs obtidas com esses equipamentos, em amostras de um Argissolo, mostraram menor variabilidade, avaliada pelo coeficiente de variação, o que resultou em maior precisão das determinações. Além disso, o tempo de análise foi reduzido em 30 %.

DETERMINAÇÃO DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA E DA SORVIDADE DE UM SOLO NÃO-SATURADO UTILIZANDO-SE PERMEÂMETRO A DISCO

Dois métodos, utilizando permeâmetros a disco, foram usados para medir a sorvidade e a condutividade hidráulica em três horizontes de um solo de Santa Maria da Boa Vista, Pernambuco, utilizando-se potenciais de fornecimento de água de 0, -2,5, -5 e -10 cm de água. No primeiro método, a condutividade hidráulica foi obtida através de estimativas da sorvidade e do fluxo estacionário, utilizando-se apenas um permeâmetro. No segundo, as medidas da sorvidade e da condutividade hidráulica foram feitas utilizando-se valores dos fluxos estacionários, obtidos a partir de dois permeâmetros de diferentes raios. Esse segundo método apresentou resultados mais consistentes dos tempos -- gravitacional e geométrico --, e do raio característico de poros que o primeiro método. A sorvidade foi tão importante quanto a condutividade hidráulica para caracterizar o processo de infiltração. A redução brusca dos valores dos raios característicos de poros do horizonte A2/B, com mudanças no potencial de fornecimento de água, revelou a heterogeneidade da estrutura deste horizonte, permitindo identificar a influência dos volumes argilosos compactados sobre o processo de infiltração.

Projeto e construção de um permeâmetro de parede flexível e carga constante

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Filtros em barragens de aterro: caracterização da sua permeabilidade

A determinação do coeficiente de permeabilidade de filtros de barragens de aterro é feita com a aplicação de equações empíricas. Dado que estas equações variam com o índice de vazios, a sua aplicação a um mesmo filtro, pode originar variações do coeficiente de permeabilidade, consoante o valor de índice de vazios que lhe é atribuído. Neste trabalho é feita uma análise, aplicando diferentes formulas empíricas devidamente selecionadas a dois filtros construídos para o controlo do movimento de partículas e analisam-se os resultados obtidos. Os dois filtros são ainda sujeitos a ensaios de permeabilidade em laboratório com uso do permeâmetro de parede rígida a carga constante, variando o seu índice de vazios, de modo a perceber qual das equações adotadas melhor se adequa aos resultados obtidos no laboratório. Por fim, é feita uma análise da estabilidade hidráulica de uma barragem de aterro zonada, modelada com base num programa de elementos finitos, da qual fazem parte um filtro chaminé e um filtro horizontal, aos quais se aplicou uma gama de coeficientes de permeabilidade inserida nos resultados obtidos nas equações anteriores.

Estudo de parâmetros físicos, químicos e hídricos de um Latossolo Amarelo, na região Amazônica

Estudou-se os atributos físicos, hídricos e químicos de um Latossolo sob sistema de agroflorestal na região Amazônica. O solo foi descrito morfologicamente e amostras com estrutura deformada foram coletadas para caracterização física e química. A análise das propriedades hidráulicas foi realizada a partir de amostras indeformadas coletadas a cada camada de 0,10 m até 1,00 m de profundidade com 5 repetições para determinação da condutividade hidráulica do solo saturado (Ko) pelo método do permeâmetro de carga decrescente e determinação das curvas de retenção (fim(teta)), utilizando as tensões de 1, 2 e 4 kPa (funis de placa porosa) e 10, 30, 50, 100, 500 e 1500 kPa (câmaras de pressão com placa porosa). As demais análises foram realizadas até 1,50 m de profundidade. Os valores de Ko nas camadas apresentaram grande homogeneidade estando compreendido entre 2,22 a 3,20 cm dia-1, sendo relacionados com variação da densidade do solo e porosidade. A retenção hídrica demonstra que o solo tem a capacidade de reter elevada quantidade de água, mesmo quando submetido a elevados potenciais, indicando uma baixa disponibilidade para as plantas. As curvas de retenção não apresentaram um bom ajuste pela equação de van Genuchten , sugerindo uma distribuição de poros bimodal.

Avaliação da condutividade hidraulica do solo saturada utilizando dois métodos de laboratório numa topossequência com diferentes coberturas vegetais no Baixo Amazonas

O objetivo desse trabalho foi avaliar dois métodos de laboratório para a determinação da condutividade hidráulica do solo saturada (Ko) conhecidos como Permeâmetro de carga constante (PCC) e Permeâmetro de carga decrescente (PCD), com o intuito de verificar sua aplicabilidade e variabilidade em solos amazônicos. Coletaram-se 125 amostras de solo com estrutura indeformada, através de amostrador tipo Uhland, com anéis volumétricos, de 0,072 m de altura e 0,069 m de diâmetro, devido à variabilidade apresentada pelas determinações de tal parâmetro. Nos mesmos pontos de amostragens da Ko, procedeu-se coleta de anéis volumétricos para a determinação da porosidade do solo. Ainda nesses pontos foram coletadas amostras com estrutura deformada para análises físicas e químicas. Os resultados obtidos demonstram que o método do PCC foi o mais apropriado para a classe dos Latossolos estudados, apresentando os menores coeficientes de variação e desvio padrão ao longo da topossequência. Os valores de Ko estiveram distribuídos entre P1(2,65 à 3,34 cm dia-1), P2(2,85 à 3,38 cm dia-1), P3(2,86 à 3,63 cm dia-1), P4(2,75 à 3,49 cm dia-1), P5(2,38 à 3,83 cm dia-1) e P6 (2,47 à 3,52 cm dia-1); havendo uma tendência para maiores valores de Ko na superficie. A utilização de Ko como parâmetro de análise hídrica em solos porosos na superfície e muito argilosos em profundidade, como os amazônicos, necessita ser realizada com precaução, evitando a interrupção da continuidade dos poros e compactação da amostra. Mudanças na condutividade hidráulica saturada estiveram mais relacionadas a alterações nas propriedades físicas do solo e posição no relevo do que nas alterações das coberturas vegetais ao longo da topossequência.

Variabilidade espacial da taxa de infiltração de água e da espessura do horizonte A, em um Argissolo Vermelho-Amarelo, sob diferentes usos

O experimento foi realizado no município de Vera Cruz (SP), no período de 1996 a 1998, com vistas em estudar a variabilidade espacial da taxa de infiltração de água em solo saturado e a espessura do horizonte A. O solo utilizado foi um Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico abrúptico, apresentando evidentes sinais de processos erosivos. As determinações de infiltração nos horizontes A, E e Bt, bem como da espessura do horizonte A, foram obtidas em malhas regulares de 40 x 40 m, com espaçamento de 5 x 5 m, totalizando 64 pontos, em café, pastagem e mata/capoeira. A análise das medidas de dispersão estatística revelou elevada variação das taxas de infiltração, bem como da espessura do horizonte A. Os semivariogramas indicaram a existência de dependência espacial da infiltração no horizonte E, em todos os usos amostrados. Com a utilização do semivario-grama cruzado, detectou-se a existência de correlação espacial entre a espessura do horizonte A e a infiltração, em cultivo de café e na mata/capoeira. A cobertura vegetal existente na mata/capoeira reduziu a perda do horizonte A, o que foi comprovado pela maior espessura e menor variação espacial.

Relação entre horizontes pedológicos e propriedades hidráulicas em dois latossolos

Realizou-se um estudo comparativo para verificar se as propriedades hidráulicas do solo variam de acordo com os horizontes pedológicos. Dois Latossolos foram descritos morfologicamente e amostras com estrutura indeformada foram coletadas até 1,00 m de profundidade com cinco repetições em cada camada de 0,10 m de espessura, para determinação da condutividade hidráulica do solo saturado (Ko) pelo método do permeâmetro de carga decrescente e para elaboração das curvas de retenção (ψm(θ)), utilizando as tensões de 1, 2 e 4 kPa (Mesa de Tensão) e 10, 30, 50, 100, 500 e 1.500 kPa (Câmara de Pressão de Richards). Os resultados obtidos indicaram que tanto Ko como ψm nem sempre se alteram de acordo com a mudança nos horizontes pedológicos. Em solos com grande homogeneidade morfológica, como os Latossolos, torna-se mais difícil caracterizá-los hidraulicamente, já que alguns parâmetros utilizados pela pedologia não são eficientes para a separação hidráulica.

Comparação de métodos de campo para determinação da velocidade de infiltração básica

Vários são os métodos utilizados para determinar a velocidade de infiltração básica (VIB) do solo. Todavia, para utilização dos resultados, é importante conhecer como cada método interage com os atributos do solo. Assim, o objetivo deste trabalho foi comparar quatro métodos de determinação da VIB, considerando o tipo de solo sob sistema plantio direto. Foram realizados três experimentos em solos do estado de São Paulo, em Campinas, Campos Novos Paulista e Pindorama, em Latossolo textura argilosa, Latossolo textura média e Argissolo textura arenosa/média, respectivamente. As determinações foram feitas de setembro a novembro de 2000. Utilizaram-se um infiltrômetro de aspersão, um permeâmetro, um infiltrômetro de tensão e um infiltrômetro de pressão para determinação da VIB. Verificou-se que os métodos comportaram-se diferentemente em relação ao tipo de solo, tendo sido os menores valores de VIB determinados com o infiltrômetro de aspersão. Verificou-se que, no infiltrômetro de pressão e no permeâmetro, o movimento de água foi governado pela estrutura do solo e, no infiltrômetro de aspersão, onde é considerado o impacto das gotas de chuva, o processo de infiltração foi regido principalmente pela taxa de cobertura do solo e pelas suas características granulométricas.

Dinâmica físico-hídrica de uma toposseqüência de solos sob Savana Florestada (Cerradão) em Assis, SP

Este trabalho teve como objetivo a caracterização morfológica e físico-hídrica de uma toposseqüência de solos sob floresta nativa de uma parcela permanente de 320 x 320 m, instalada na Estação Ecológica de Assis (SP). A vegetação da parcela consiste em um remanescente de Savana Florestada (Cerradão) da zona limítrofe sul do grande domínio do Cerrado. O estudo da geometria bidimensional (horizontal e vertical) dos horizontes em uma toposseqüência possibilitou o detalhamento da morfologia do solo. Para estudar a dinâmica da água no ambiente de desenvolvimento das plantas nativas, foram obtidas curvas de retenção, análise granulométrica e medidas de condutividade hidráulica saturada no campo, utilizando o permeâmetro de Guelph. O monitoramento da umidade do solo in situ, utilizando o sensor WCR, e da distribuição de chuvas foi realizado no período de novembro de 2003 a novembro de 2004. Os solos foram classificados de montante a jusante em Latossolo Vermelho, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo e Gleissolo Háplico. O alto teor de argila no horizonte de subsuperfície do Gleissolo, em contraste aos Latossolos com maior teor de areia, determina menor drenagem, maior retenção hídrica e baixa condutividade hidráulica nesta camada, não atingindo a saturação em nenhum momento do ano monitorado. O comportamento físico-hídrico dos solos é influenciado pelas condições do relevo, evidenciado pela transição lateral contínua de cor, textura e estrutura dos solos na toposseqüência, e pela pluviosidade. Em superfície, ocorre uma oscilação da umidade do solo intimamente ligada a eventos chuvosos. Em subsuperfície, este efeito é menos intenso, sendo deslocado no tempo. A disponibilidade de água em toda a toposseqüência é limitada na estação seca e também em parte da estação úmida, o que deve definir as características florísticas da formação florestal da parcela e determinar a distribuição espacial do mosaico vegetacional.

Avaliação do regime estacionário em colunas de amostras deformadas de solo sob saturação

Estudos sobre o movimento de solutos no solo freqüentemente são realizados em laboratório, sob condições aparentemente controladas. Uma revisão desses estudos mostrou, no entanto, que a variável tempo, para obtenção do regime estacionário tem sido freqüentemente negligenciada. Face ao exposto, o presente trabalho teve por objetivo registrar o tempo para que o fluxo da água no solo sob condições de saturação atinja o equilíbrio dinâmico, medindo-se a condutividade hidráulica saturada (K0) do solo. A condição de equilíbrio dinâmico é a etapa que antecede a aplicação do íon no solo em estudos de eluição de solutos. Utilizaram-se amostras deformadas de três solos com diferentes granulometrias: muito argilosa, média e arenosa, coletadas em área experimental da ESALQ/USP. As amostras foram acondicionadas em colunas de PVC, e utilizou-se água destilada e deaerada para saturação e posterior escoamento nas colunas, conforme montagem experimental do permeâmetro de carga constante. Pelos resultados, constatou-se que, nas amostras dos solos muito argiloso e médio, o equilíbrio dinâmico foi atingido após 15 dias de drenagem e, para o arenoso, após 27 dias, sendo a variabilidade de K0 maior nos primeiros seis dias depois de iniciado o ensaio. Essa situação evidenciou que a adoção de um tempo fixo para adição dos solutos pode levar a uma baixa confiabilidade nos resultados.

Determinação da permeabilidade ao ar em amostras indeformadas de solo pelo método da pressão decrescente

A permeabilidade do solo ao ar (Ka) determina o fluxo convectivo de gases na matriz do solo e a troca de gases na interface do sistema solo-atmosfera, influenciando diretamente a qualidade do ambiente físico para o crescimento de plantas e a taxa de ocorrência de processos dependentes da concentração de gases no solo. A Ka pode ser estimada por um método simplificado baseado em uma modificação da lei de Darcy para fluxo de gases no solo em pressão decrescente. Os objetivos deste trabalho foram modificar e aprimorar um permeâmetro para quantificar, em laboratório, a permeabilidade de amostras indeformadas de solos ao ar utilizando o método da pressão decrescente. Foram utilizados dois sistemas de aquisição de dados: um sistema eletrônico automatizado composto por um transdutor de pressão conectado a um datalogger (E1), e alternativamente um sistema composto de um manômetro digital para registro do decréscimo de pressão e um cronômetro (E2). No sistema E1, foram avaliadas amostras da camada superficial de um Nitossolo Vermelho eutroférrico argiloso, coletadas na área experimental da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - USP, Piracicaba, SP, e no E2 foram avaliadas amostras de um perfil de Nitossolo Vermelho distroférrico muito argiloso, coletadas em intervalos de profundidade em área experimental da Universidade Estadual de Maringá, PR. Os ensaios para a determinação de Ka foram realizados em amostras indeformadas de solo com variação na densidade do solo e no conteúdo de água. A Ka aumentou com a redução do conteúdo de água do solo em função do maior volume de poros ocupados com ar e com o decréscimo da densidade do solo devido ao aumento da porosidade total das amostras. Os resultados mostraram que o método é versátil, rápido, de fácil aplicação e baixo custo para a determinação da Ka, independente do sistema de aquisição de dados utilizados.

Qualidade física de um latossolo vermelho sob plantio direto submetido à descompactação mecânica e biológica

A escarificação e o uso de plantas de cobertura de inverno têm sido adotados para promover a melhoria dos atributos físicos do solo relacionados à aeração. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito das plantas de cobertura de inverno e escarificação nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico, textura argilosa, após 16 anos em sistema plantio direto. Os tratamentos foram realizados em maio de 2009 e consistiram de: plantio direto (PD), plantio direto com escarificação mecânica a 0,25 m (PD-E) e plantio direto com descompactação biológica por meio da cultura do nabo forrageiro (PD-B). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com quatro repetições, totalizando 12 unidades experimentais. Dezoito meses após a aplicação dos tratamentos, foram coletadas amostras indeformadas de solo em cada unidade experimental, em cinco camadas: 0,0-0,1; 0,1-0,2; 0,2-0,3; 0,3-0,4; e 0,4-0,5 m. Foram avaliados os atributos físicos do solo: porosidade, densidade do solo (Ds), permeabilidade ao ar (Ka) e índices de continuidade de poros. A Ka foi medida por meio de um permeâmetro de carga constante de ar em nove potenciais mátricos (ψm): -0,5; -1; -2; -3; -5; -7; -10; -50; e -100 kPa. Os resultados indicam que os atributos físicos do solo avaliados não foram alterados pelo uso de plantas de cobertura e escarificação. Por outro lado, houve diferenças entre camadas de solo, principalmente entre 0,0-0,1 e 0,1-0,2 m. Na camada de 0,1-0,2 m, a Ds foi maior e a porosidade total e Ka (ψm = -5 kPa) foram menores do que na camada de 0,0-0,1 m. No PD-E, verificou-se que a macroporosidade foi maior na camada de 0,0-0,1 m em comparação com os outros tratamentos. Os resultados sugerem que o solo estudado submetido aos tratamentos de descompactação, após 18 meses, retornou a valores semelhantes aos da testemunha.

Sistemas de colheita da cana-de-açúcar e alterações nas propriedades físicas de um solo podzólico amarelo no Estado do Espírito Santo

Foi instalado um experimento de longa duração (1989-1994) com cana-de-açúcar (variedade RB 739735) no município de Linhares, ES, com o objetivo de avaliar o efeito dos seguintes sistemas de colheita da cana-de-açúcar: a) Sistema Cana Crua - corte da cana sem queima, com posterior espalhamento do palhiço sobre o solo; e b) Sistema Cana Queimada - corte da cana com queima prévia do palhiço, sobre algumas propriedades físicas de solo Podzólico Amarelo em área de tabuleiro. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com seis repetições. Após seis anos de cultivo, constatou-se alteração do solo no sistema Cana Queimada, evidenciada pela diminuição do diâmetro médio ponderado dos agregados estáveis em água e pelo aumento da densidade do solo na profundidade de 0-5 cm. Foram também detectadas alterações significativas na porosidade total e distribuição de poros, na profundidade de 0-5 cm, devido às práticas de manejo do sistema de colheita. Verificou-se, ainda, que a velocidade de infiltração instantânea foi maior nas áreas sob tratamento sem queima. Os mesmos resultados não foram encontrados quando se avaliou o fluxo de água saturado através do método do permeâmetro.